初研飛機廢氣的排放

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1CO2排放量計算方法

兩個機場的距離可以通過兩個機場的地理坐標利用大圓弧航線距離算法（GCD）來計算。機場的坐標可以從國際民航組織位置指示數據庫（ICAOLocationIndicatorsDatabase）得到。設準s，λs；準f，λf分別是起飛機場和目的機場的緯度和經度，△準，△λ分別是緯度差和經度差當距離較小的時候，上面的公式會產生很大的舍入誤差，本研究采用一個較復雜公式，其適用于地球上所有點之間的距離計算由于天氣，飛機中途停留，轉接班機和續加燃料停頓等原因使得飛機偏離了直線航道，對大圓弧航線的航線距離有一定的影響。為了減小這個影響，通過一個系數來校正，這個系數是基于出發地和目的地機場之間的距離得到CO2排放量可以通過給定航線飛機的燃油消耗量計算得到，給定航線飛行計劃的機型與燃油消耗數據庫里的機型進行匹配，然后根據經過匹配后的機型，查找CORINAIR數據庫中相應的機型數據，直接讀取LTO階段的燃油消耗量，然后利用插值法計算出巡航階段的消耗量，最后的燃油消耗總量即為以上兩者之和。飛機的CO2排放主要來自燃油的氧化，航空燃油中化學元素的構成決定了燃油CO2排放指數。本文采用跨政府氣候變化小組（IPCC）提出的燃油CO2排放指數（3150g/kg）估算飛機CO2排放量。不考慮發動機型號，運營的方式和大氣環境影響，完整航線的CO2排放量可以用下面公式計算。

2中國飛機CO2排放量計算

2.1飛機起降階段（LTO）CO2排放量

LTO階段是飛機從高空降落到機場又從機場起飛至高空的封閉工作過程。其定義為從地表到大氣邊界層頂部高度915m（3000英尺）的地方。國際民航組織（ICAO）規定，一個理想的LTO階段包括四種飛行模式：滑行、起飛、爬升和進近LTO各階段飛行時間和發動機推力等級與機型無關，基于LTO狀態下的時間和推力等級數據，I-CAO發動機排放數據庫提供了在海平面15℃條件下，LTO各個飛行模式下的基準燃油流量，結合LTO階段的飛行時間，可以估算LTO階段的燃油消耗量。以CFM56-7B26發動機為例。

2.2巡航階段的CO2排放量

LTO階段的耗時T1=32.9分鐘是個固定常數。關于巡航階段的燃油消耗率，本文用中國民用航空總局規劃發展司編寫的《從統計看民航（2007-2011）》的統計數據進行估算。根據統計的客座率、某種型號飛機平均航班飛行時間和飛機發動機類型比例對統計得到的燃油消耗率進行修正，最后得到本文中巡航燃油消耗率。從2006年到2010年，我國B737-800平均耗油率為2441kg/h，廣州到鄭州的平均客座率（77%）和B737-800全國平均客座率（76.3%）相差不大，B737-800在我國主要用于中程航線運輸，運行航線平均長度1100公里，飛行時間兩個小時，結合LTO階段燃油消耗計算結果，對平均耗油率進行修正得到巡航耗油率為2760kg/h。分別求出LTO階段的CO2排放量和巡航時飛機的排放量，二者相加得到我國飛機完整航線的CO2排放量。

3計算結果分析

從廣州飛往鄭州的航班為計算對象，根據各大航空公司公布的數據統計得到B737-800在這個航段的平均飛行時間為135分鐘。分別利用以上兩種計算完整航段的CO2排放量得兩種方法計算結果進行比較，LTO階段飛機CO2排放量相差不大（10%以內），巡航階段CO2排放量相差比較大（大于10%）。這兩種算法中利用的數據庫和統計數據都是經過很多架次飛機多次飛行統計而來，具有一定的準確性。對于本文計算得到CO2排放量差值，主要是由于我國空域限制，空中交通管制，機場數量、等級條件限制使得飛機實際飛行航線不是機場到機場的直線飛行，而是曲折飛行，使得出發機場到目的地機場的實際飛行距離大于大圓弧航線計算距離。

作者：閆國華吳鵬單位：中國民航大學